Kryptowaluty, bitcoin i łańcuch bloków kojarzą się z mrocznym półświatkiem, pełnym tajemnic środowiskiem przestępczym, lub w ostateczności z buntem przeciw wszechmocnemu systemowi i politykom. Wiele publikacji, stwarzających pozory rzetelności, ukazuje te technologie jako źródło łatwych pieniędzy, rozbudzając ludzkie lęki i chciwość. Tymczasem łańcuch bloków jest wymagającą technologią o wyjątkowym potencjale. Nie ma w niej dróg na skróty ani gotowych rozwiązań. Aby zrozumieć łańcuch bloków, nie wystarczy lektura specyfikacji czy analitycznych opracowań. Trzeba samodzielnie zaprogramować podstawowe elementy aplikacji działającej na łańcuchu bloków.
Ta książka jest najskuteczniejszym sposobem na poznanie technologii bitcoin oraz łańcucha bloków przez programowanie. Dzięki niej zrozumiesz matematyczne podstawy protokołu bitcoin, zasady pracy z łańcuchem bloków i transakcjami, a także poznasz szczegóły najnowszych rozszerzeń tego protokołu. Nauczysz się zasad kryptografii klucza publicznego oraz sposobów przechowywania i przesyłania zdefiniowanych prymitywów kryptograficznych. Zapoznasz się z komunikacją sieciową w protokole bitcoin oraz z metodami pobierania i przesyłania danych do węzłów przechowujących łańcuch bloków. Zrozumienie prezentowanych treści okaże się łatwiejsze dzięki licznym ćwiczeniom praktycznym.
W tej książce między innymi:
- przetwarzanie transakcji bitcoinowych
- podstawy języka kontraktów inteligentnych Script
- programowanie rozliczeń z użyciem bitcoina
- zabezpieczanie łańcucha bloków
- techniki kryptograficzne, w tym prymitywy kryptograficzne
Łańcuchy bloków: poznaj technologie kryptowalut od podszewki!
Rozdziały:
- Przedmowa
- Wprowadzenie
- Dla kogo jest przeznaczona ta książka?
- Co muszę umieć?
- Jak uporządkowany jest materiał w tej książce?
- Przygotowanie środowiska
- Rozwiązania
- Konwencje zastosowane w tej książce
- Korzystanie z kodu zawartego w tej książce
- Podziękowania
- Rozdział 1. Ciała skończone
- Trochę matematyki wyższej
- Definicja ciała skończonego
- Definiowanie zbiorów skończonych
- Tworzenie ciała skończonego w Pythonie
- Ćwiczenie 1.
- Arytmetyka modulo
- Arytmetyka modulo w Pythonie
- Dodawanie i odejmowanie w ciele skończonym
- Ćwiczenie 2.
- Programowanie dodawania i odejmowania w Pythonie
- Ćwiczenie 3.
- Mnożenie i potęgowanie w ciele skończonym
- Ćwiczenie 4.
- Ćwiczenie 5.
- Programowanie mnożenia w Pythonie
- Ćwiczenie 6.
- Programowanie potęgowania w Pythonie
- Ćwiczenie 7.
- Dzielenie w ciele skończonym
- Ćwiczenie 8.
- Ćwiczenie 9.
- Redefiniowanie potęgowania
- Podsumowanie
- Rozdział 2. Krzywe eliptyczne
- Definicja
- Kodowanie krzywych eliptycznych w Pythonie
- Ćwiczenie 1.
- Ćwiczenie 2.
- Dodawanie punktów
- Matematyka dodawania punktów
- Programowanie dodawania punktów
- Dodawanie punktów, gdy x1 x2
- Dodawanie punktów, gdy x1 x2
- Dodawanie punktów, gdy P1 = P2
- Programowanie dodawania punktów, gdy P1= P2
- Programowanie jeszcze jednego przypadku
- Podsumowanie
- Rozdział 3. Kryptografia krzywych eliptycznych
- Krzywe eliptyczne nad ciałem liczb rzeczywistych
- Krzywe eliptyczne nad ciałami skończonymi
- Programowanie krzywych eliptycznych nad ciałami skończonymi
- Dodawanie punktów nad ciałami skończonymi
- Programowanie dodawania punktów na krzywej nad ciałami skończonymi
- Ćwiczenie 2.
- Ćwiczenie 3.
- Mnożenie skalarne dla krzywych eliptycznych
- Mnożenie skalarne druga odsłona
- Grupy w matematyce
- Element neutralny
- Zamkniętość
- Element odwrotny
- Przemienność
- Łączność
- Ćwiczenie 5.
- Programowanie mnożenia skalarnego
- Definiowanie krzywej dla Bitcoina
- Korzystanie z krzywej secp256k1
- Kryptografia klucza publicznego
- Podpisywanie i weryfikacja
- Wpisywanie celu
- Szczegóły weryfikacji
- Weryfikacja podpisu
- Ćwiczenie 6.
- Programowanie weryfikacji podpisów
- Szczegóły podpisywania
- Tworzenie podpisu
- Ćwiczenie 7.
- Programowanie podpisywania komunikatów
- Podsumowanie
- Rozdział 4. Serializacja
- Nieskompresowany format SEC
- Skompresowany format SEC
- Podpisy DER
- Base58
- Przesyłanie klucza publicznego
- Ćwiczenie 4.
- Format adresu
- Ćwiczenie 5.
- Format WIF
- Ćwiczenie 6.
- Porządek bajtowy (big- i little-endian) dodatkowe informacje
- Ćwiczenie 7.
- Ćwiczenie 8.
- Ćwiczenie 9.
- Podsumowanie
- Rozdział 5. Transakcje
- Składniki transakcji
- Wersja
- Wejścia
- Przetwarzanie pola ze skryptem
- Ćwiczenie 2.
- Wyjścia
- Czas blokady
- Ćwiczenie 4.
- Ćwiczenie 5.
- Kodowanie transakcji
- Opłata transakcyjna
- Obliczanie opłaty transakcyjnej
- Ćwiczenie 6.
- Podsumowanie
- Rozdział 6. Język Script
- Zasada działania języka Script
- Jak działa Script?
- Przykładowe operacje
- Programowanie obsługi kodów operacji
- Ćwiczenie 1.
- Przetwarzanie pól ze skryptami
- Programowanie analizatora składniowego i serializatora pól skryptów
- Scalanie pól ze skryptami
- Programowanie scalania skryptów
- Skrypty standardowe
- p2pk
- Programowanie interpretera skryptów
- Elementy stosu pod lupą
- Ćwiczenie 2.
- Problemy z p2pk
- Rozwiązywanie problemów za pomocą p2pkh
- Skrypty mogą być konstruowane dowolnie
- Ćwiczenie 3.
- Użyteczność skryptów
- Ćwiczenie 4.
- Wyzwanie: znalezienie kolizji SHA-1
- Podsumowanie
- Rozdział 7. Tworzenie i walidacja transakcji
- Walidacja transakcji
- Sprawdzanie wydania wejść
- Sprawdzanie sumy wejść i sumy wyjść
- Sprawdzanie podpisu
- Krok 1.: zerujemy wszystkie skrypty ScriptSig
- Krok 2.: zastępujemy ScriptSig podpisywanego wejścia poprzednim ScriptPubKey
- Krok 3.: dołączamy typ skrótu
- Ćwiczenie 1.
- Ćwiczenie 2.
- Weryfikacja całej transakcji
- Tworzenie transakcji
- Konstruowanie transakcji
- Tworzenie transakcji
- Podpisywanie transakcji
- Ćwiczenie 3.
- Tworzenie własnych transakcji w testnecie
- Ćwiczenie 4.
- Ćwiczenie 5.
- Podsumowanie
- Rozdział 8. Pay-to-script-hash
- Czysty multisig
- Programowanie obsługi OP_CHECKMULTISIG
- Problemy z czystym multisig
- Pay-to-script-hash (p2sh)
- Programowanie p2sh
- Bardziej skomplikowane skrypty
- Adresy
- Ćwiczenie 2.
- Ćwiczenie 3.
- Weryfikacja podpisów p2sh
- Krok 1.: zerujemy wszystkie skrypty ScriptSig
- Krok 2.: zastępujemy ScriptSig podpisywanego wejścia p2sh skryptem RedeemScript
- Krok 3.: dołączamy typ skrótu
- Ćwiczenie 4.
- Ćwiczenie 5.
- Podsumowanie
- Rozdział 9. Bloki
- Transakcje coinbase
- Ćwiczenie 1.
- ScriptSig
- BIP0034
- Ćwiczenie 2.
- Nagłówki bloków
- Ćwiczenie 3.
- Ćwiczenie 4.
- Ćwiczenie 5.
- Wersja
- Ćwiczenie 6.
- Ćwiczenie 7.
- Ćwiczenie 8.
- Poprzedni blok
- Korzeń drzewa skrótów
- Znacznik czasu
- Sekwencja bitowa
- Wartość nonce
- Dowód pracy
- W jaki sposób górnik generuje nowe skróty?
- Cel
- Ćwiczenie 9.
- Trudność
- Ćwiczenie 10.
- Sprawdzanie dowodu pracy
- Ćwiczenie 11.
- Zmiana trudności
- Ćwiczenie 12.
- Ćwiczenie 13.
- Podsumowanie
- Rozdział 10. Techniki sieciowe
- Komunikaty sieciowe
- Ćwiczenie 1.
- Ćwiczenie 2.
- Ćwiczenie 3.
- Interpretowanie treści komunikatu
- Uzgadnianie komunikacji w sieci
- Łączenie się z siecią
- Odbieranie nagłówków bloków
- Odpowiedź z nagłówkami
- Podsumowanie
- Rozdział 11. Uproszczona weryfikacja płatności
- Motywacja
- Drzewo skrótów
- Element nadrzędny
- Poziom nadrzędny drzewa skrótów
- Korzeń drzewa skrótów
- Korzeń drzewa skrótów w blokach
- Korzystanie z drzewa skrótów
- Blok drzewa skrótów
- Struktura drzewa skrótów
- Ćwiczenie 5.
- Programowanie obsługi drzewa skrótów
- Komunikat sieciowy merkleblock
- Ćwiczenie 6.
- Wykorzystanie flag bitowych i skrótów
- Ćwiczenie 7.
- Podsumowanie
- Rozdział 12. Filtry Blooma
- Czym jest filtr Blooma?
- Filtry Blooma według BIP0037
- Ćwiczenie 2.
- Ćwiczenie 3.
- Ładowanie filtra Blooma
- Pobieranie bloków drzewa skrótów
- Pobieranie interesujących nas transakcji
- Podsumowanie
- Rozdział 13. Segwit
- Pay-to-witness-pubkey-hash (p2wpkh)
- Kowalność transakcji
- Eliminowanie kowalności
- Transakcje p2wpkh
- p2sh-p2wpkh
- Programowanie p2wpkh i p2sh-p2wpkh
- Pay-to-witness-script-hash (p2wsh)
- p2sh-p2wsh
- Programowanie p2wsh i p2sh-p2wsh
- Inne usprawnienia
- Podsumowanie
- Rozdział 14. Tematy zaawansowane i dalsze kroki
- Proponowane tematy do dalszej nauki
- Portfele
- Hierarchiczne portfele deterministyczne
- Seedy mnemoniczne
- Kanały płatnicze i sieć Lightning
- Społeczność
- Proponowane dalsze projekty
- Portfel testnetowy
- Eksplorator bloków
- Sklep internetowy
- Biblioteka narzędzi
- Poszukiwanie pracy
- Podsumowanie
- Dodatek A Rozwiązania ćwiczeń
- Rozdział 1. Ciała skończone
- Ćwiczenie 1.
- Ćwiczenie 2.
- Ćwiczenie 3.
- Ćwiczenie 4.
- Ćwiczenie 5.
- Ćwiczenie 6.
- Ćwiczenie 7.
- Ćwiczenie 8.
- Ćwiczenie 9.
- Rozdział 2. Krzywe eliptyczne
- Ćwiczenie 1.
- Ćwiczenie 2.
- Ćwiczenie 3.
- Ćwiczenie 4.
- Ćwiczenie 5.
- Ćwiczenie 6.
- Ćwiczenie 7.
- Rozdział 3. Kryptografia krzywych eliptycznych
- Ćwiczenie 1.
- Ćwiczenie 2.
- Ćwiczenie 3.
- Ćwiczenie 4.
- Ćwiczenie 5.
- Ćwiczenie 6.
- Ćwiczenie 7.
- Rozdział 4. Serializacja
- Ćwiczenie 1.
- Ćwiczenie 2.
- Ćwiczenie 3.
- Ćwiczenie 4.
- Ćwiczenie 5.
- Ćwiczenie 6.
- Ćwiczenie 7.
- Ćwiczenie 8.
- Ćwiczenie 9.
- Rozdział 5. Transakcje
- Ćwiczenie 1.
- Ćwiczenie 2.
- Ćwiczenie 3.
- Ćwiczenie 4.
- Ćwiczenie 5.
- Ćwiczenie 6.
- Rozdział 6. Język Script
- Ćwiczenie 1.
- Ćwiczenie 2.
- Ćwiczenie 3.
- Ćwiczenie 4.
- Rozdział 7. Tworzenie i walidacja transakcji
- Ćwiczenie 1.
- Ćwiczenie 2.
- Ćwiczenie 3.
- Ćwiczenie 4.
- Ćwiczenie 5.
- Rozdział 8. Pay-to-script-hash
- Ćwiczenie 1.
- Ćwiczenie 2.
- Ćwiczenie 3.
- Ćwiczenie 4.
- Ćwiczenie 5.
- Rozdział 9. Bloki
- Ćwiczenie 1.
- Ćwiczenie 2.
- Ćwiczenie 3.
- Ćwiczenie 4.
- Ćwiczenie 5.
- Ćwiczenie 6.
- Ćwiczenie 7.
- Ćwiczenie 8.
- Ćwiczenie 9.
- Ćwiczenie 10.
- Ćwiczenie 11.
- Ćwiczenie 12.
- Ćwiczenie 13.
- Rozdział 10. Techniki sieciowe
- Ćwiczenie 1.
- Ćwiczenie 2.
- Ćwiczenie 3.
- Ćwiczenie 4.
- Ćwiczenie 5.
- Ćwiczenie 6.
- Rozdział 11. Uproszczona weryfikacja płatności
- Ćwiczenie 1.
- Ćwiczenie 2.
- Ćwiczenie 3.
- Ćwiczenie 4.
- Ćwiczenie 5.
- Ćwiczenie 6.
- Ćwiczenie 7.
- Rozdział 12. Filtry Blooma
- Ćwiczenie 1.
- Ćwiczenie 2.
- Ćwiczenie 3.
- Ćwiczenie 4.
- Ćwiczenie 5.
- Ćwiczenie 6.
- O autorze
- Kolofon
